Розроблено методи комп'ютерного моделювання рідкокристалічних і полімерних систем, спрямовані на застосування такого рівня деталізації та відповідних технік симуляцій, які оптимально відображають масштаб досліджуваних фазових перетворень. За допомогою запропонованої узагальненої граткової моделі нематика та з використанням адаптованої техніки Монте Карло досліджено залежність характеру орієнтаційного фазового переходу в рідкому кристалі від анізотропії молекулярних. Проаналізовано вплив слабкого замороженого безладу на фазові переходи першого та другого роду в таких моделях. З метою вивчення рівноважних властивостей розчинів і розплавів рідкокристалічних полімерів і фазових перетворень в них створено паралельний пакет програм молекулярної динаміки молекул із довільною архітектурою. Розглянуто питання меж застосовності жорстких анізометричних молекулярних моделей на прикладі аналізу обертової в'язкості моделі Гей-Берне та процесу кристалізації барвника в нанокапсулах. Побудовано моделі рідкокристалічних дендримерів та вивчено їх конформаційні особливості залежно від фази рідкокристалічного розчинника. Наведено моделі для опису процесів просторової самоорганізації в рідкокристалічних гребенеподібних полімерах і вивчено їх властивості в ізотропній, полі- та монодоменній смектичних фазах. Розроблено класичні моделі явища фотоіндукованої деформації в азобензиновмісних полімерах, встановлено їх мікроскопічні механізми на плівках з різною молекулярною топологією. Одержано показники скейлінгу мезоскопічного полімерного ланцюга в доброму розчиннику за допомогою методу дисипативної динаміки. Цей метод узагальнено на випадок анізотропно-ізобаричного ансамблю і з його домопогою досліджено властивості фаз лінійних кополімерів і вплив розгалужень молекулярної архітектури на фазову поведінку та конформаційні особливості розгалужених кополімерів.

  Скачати повний текст

Розглянуто вплив крайових умов на різноманітні електрооптичні ефекти в рідких кристалах (РК), зокрема, світлоіндукований перехід Фредерікса в РК комірці з хіральною домішкою, взаємодію РК з кутовим моментом світла, формування об'ємних граток директора, обумовлених модуляцією параметрів поверхні - осі легкого орієнтування та поверхневого параметра порядку: орієнтаційні переходи в гібрідній комірці.

  Скачати повний текст

Вперше узагальнено теоретичну модель рідкокристалічної лінзи з неоднорідною полімерною сіткою на випадок одно- та двовимірної неоднорідності полімерної сітки. Змодельовано фокусну відстань рідкокристалічної лінзи, утвореної в комірці з полімерною сіткою, з урахуванням сильного та слабкого поглинання світла під час процесу полімеризації. Знайдено профіль директора нематичного рідкого кристалу в комірці з просторово-модульованими крайовими умовами. Вперше побудовано залежність поздовжньої й поперечної аберації лінзи з керованою фокусною відстанню на основі рідких кристалів від прикладеного зовнішнього електричного поля до комірки. Вперше створено модель для опису електрооптичних властивостей рідкокристалічної комірки з барвником метилового червоного, змодельовано фокусну відстань лінзи, утвореної в даній системі.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні фізичні механізми орієнтації ліотропних хромонічних рідких кристалів (ЛХРК). Запропоновано ефективну та просту методику дослідження енергії термальної десорбції рідкокристалічних матеріалів з поверхні підкладки. Досліджено механізм фотонної очистки орієнтуючої поверхні, коли в результаті опромінення поляризованим ультрафіолетом відбувається анізотропне поглинання і, як наслідок - селективна десорбція адсорбованих молекул. Досліджено ефект переорієнтації директора світлопоглинальних ЛХРК під дією поляризованого оптичного опромінення. Розкрито можливість практичного застосування орієнтованих твердих плівок, виготовлених з ЛХРК розчинів, а також проведено їх характеризацію. Досліджено потенціал зчеплення ЛХРК з підкладкою, що коректно описується функцією з двома мінімумами для пленарної або гомеотропної орієнтації й енергетичним бар'єром для проміжних орієнтацій. Показано, що деформація ЛХРК у гібридній конфігурації відбувається через зміну орієнтації директора та через зміни значення параметра порядку.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень структурних, електрооптичних і нелінійно-оптичних властивостей ліотропних іонних рідких кристалів (ЛІРК) з розчиненими в них електрохромними домішками віологенів. Встановлено, що зразки ЛІРК каприлату калію з домішками віологенів утворюють двошарову смектичну А фазу з характерним електростатичним прошарком. Показано, що композити ЛІРК-віологен характеризуються електрохромними властивостями, притаманними власно віологенам. Визначено, що під дією електричного поля відбувається розшарування зразків ЛІРК-віологен.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено пружну взаємодію світла з неоднорідним хіральним анізотропним середовищем на прикладі хіральних рідкокристалічних композицій. Вивчено слабо- та сильнозакручені структури. Розроблено швидкісні методи розрахунку поширення світла в слабозакручених рідкокристалічних середовищах та одержано аналітичний вираз коефіцієнта пропускання світла коміркою, залитою закрученим нематичним рідким кристалом, яка розташована між двома поляризаторами, у випадку похилого падіння світла. Запропоновано моделі, які дозволяють описати процеси пружної взаємодії світла з нематико-холестеричним рідким кристалом. З використанням експериментальних даних розв'язано обернену оптичну задачу та одержано основні характеристики запропонованої моделі, що дало змогу розрахунковим шляхом знаходити просторовий та спектральний розподіли розсіяного нематико-холестеричним рідким кристалом світла за довільних умов освітлення. Запропоновано методи знаходження оптимальних умов освітлення та спостереження холестеричних рідкокристалічних дисплеїв. Досліджено розсіяння світла гібридноорієнтованими холестеричними рідкими кристалами, наведено метод знаходження їх матриці розсіяння, а також метод одночасного знаходження товщини холестеричної рідкокристалічної комірки та середнє значення показника заломлення рідкого кристала, даний метод базується на аналізі спектральних положень особливостей в спектрі дзеркально відбитого від комірки світла за різних кутів падіння.

  Скачати повний текст

Досліджено основні фізичні властивості водних розчинів діотропних хромонічних рідких кристалів (ЛХРК). Наведено оптичну характеристику розчинів залежно від концентрації ЛХРК матеріалу, тобто розчинів, що містять мономери, агреговані молекули та мезофазний стан, утворений видовженими агрегатами. Показано конформаційне перетворення молекул хромоглікату натрію під час переходу від мономертної до агрегованої форми. Встановлено, що процес агрегації є ізодесмічним. Для розчинів у рідкокристалічній фазі запропоновано два методи орієнтації директора на поверхні. Визначено дисперсію двозаломлення, анізотропію поглинання та скалярний параметр порядку. Одержано температурні залежності зазначених величин. Визначено вплив іонних і полімерних домішок на фазовий стан ЛХРК. Уперше показано, що іонні домішки можуть змінювати температуру переходу в ізотропний стан та в ширину двофазної області. Встановлено, що у разі додавання полімеру розчину ЛХРК у мезофазі, цей розчин розділяється на анізотропну та ізотропну частини. Анізотропна частина містить виключно ЛХРК матеріал. Ізотропна частна розчину містить полімер і ЛХРК матеріал. Показано, що з ізотропного стану двокомпонентної системи полімер - ЛХРК є можливим формування анізотропних включень. Описано фізичну картину функціонування існуючих застосувань у системах, подібних до ЛХРК.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень транспортних (електричних, теплофізичних) і нелінійно-оптичних властивостей іонних рідких кристалів (ІРК) метал-алканоатів і нових композитних матеріалів на їх основі (двошарової комірки "плівка барвника - шар ліотропного ІРК", іонних смектичних стекол (ІСС), забарвлених барвниками різної молекулярної структури). Установлено, що у смектичному електроліті транспорт основних носіїв заряду (катіонів калію) найефективніше відбувається вздовж двовимірних катіон-аніонних шарів з водним прошарком нанометрової товщини і характеризується значенням рухливості у декілька разів більшим у порівнянні з аналогічною величиною рухливості катіону калію в ізотропних водних об'ємних (тривимірних) розчинах. Показано, що у разі покриття плівки барвника шаром ліотропного ІРК (створення двошарової комірки) є можливим голографічний запис лише динамічних граток на відміну від випадку непокритих плівок барвника, де відбувається голографічний запис стаціонарних рельєфних граток. Досліджено голографічний запис тонких динамічних граток у таких композитах. Показано залежність запису та релаксації граток у двошарових комірках від теплофізичних параметрів ліотропного ІРК. Запропоновано методику виготовлення іонних смектичних стекол, забарвлених барвниками різної молекулярної структури. Досліджено нелінійно-оптичні параметри і голографічний динамічний запис у таких середовищах. Доведено переваги ІСС як нових перспективних матриць.

  Скачати повний текст

Розглянуто холестеричні рідкі кристали (РК), індуковані фоточутливими хіральними домішками (ізомерами вітаміну Д і спорідненими сполуками), а також вплив структурної модифікації домішок на величину кроку холестеричної спіралі та її знак. Доведено, що дія штучного та сонячного УФ опромінення призводить до збільшення кроку холестеричної спіралі, що спричинене фотоперетвореннями 7-ДГХ. Детально проаналізовано орієнтаційні ефекти тонкими плівками (адсорбованими, полімерними та ленгмюрівськими) на основі стероїдів. Монодоменну планарну орієнтацію нематичних РК даними плівками отримано внаслідок дії лінійного поляризованого УФ опромінювання. Напрямок осі легкого орієнтування РК збігається з вектором поляризації світла. Доведено, що адсорбовані молекули 7-ДГХ (та плівки Ленгмюра-Блоджетт на їх основі) забезпечують гомеотропну орієнтацію нематичних РК (із від'ємною та додатною діелектричною анізотропією), яка змінюється на планарну під дією лінійно поляризованого УФ опромінення. Охарактеризовано S- та B-ефекти для дводоменних РК комірок із планарною та гомеотропною орієнтацією.

  Скачати повний текст

Вперше проведено систематичні дослідження електрокерованого світлорозсіяння та структури суспензій неорганічних колоїдних наночастинок (НЧ) у нематичному рідкому кристалі (РК), а також трикомпонентних композитів типу РК - НЧ - полімер на їх основі. Визначено стабільність колоїдних НЧ неорганічних матеріалів в РК та електрооптичний відгук таких суспензій. Як один з ефективних шляхів стабілізації таких композитів запропоновано використовувати метод формування в них полімерної сітки. Вивчено особливості фотоіндукованої фазової сепарації в трикомпонентних сумішах типу РК - НЧ - преполімер. Показано, що у разі фазової сепарації в таких композитах за типових для капсульованих РК концентрацій полімеру та невеликої концентрації НЧ наночастинки, в основному, потрапляють у полімер, модифікуючи його властивості. Досліджено механізми світлорозсіяння в композитах РК - НЧ - полімер. Запропоновано модель світлорозсіяння, на базі якої проведено розрахунок світлопропускання шарів капсульованих РК, доповнених наночастинками. Досліджено кутові характеристики світлопропускання композитів у ввімкненому стані. Показано, що шляхом оптимізації показника заломлення матеріалу наночастинок та ступеня їх агрегації можна мінімізувати кутову залежність розсіяння світла в суспензії, а отже - розширити кут огляду системи. Виявлено, що в композитах РК - НЧ - полімер можлива хімічна взаємодія НЧ з іншими компонентами. Обгрунтовано необхідність врахування даних процесів для визначення компонент для композитів РК - НЧ - полімер.

  Скачати повний текст

Визначено, що вирішальним фактором, що спричиняє зростання спірального закручування в холестеричній матриці під час внесення нехірального допанту, є ступінь ефективної анізометрії молекул функціонально-активних допантів (ФАД), а відзначені в окремих випадках істотні відхилення від відповідної лінійної залежності є проявами специфічних міжмолекулярних взаємодій компонентів системи. Виявлено, що довжини хвиль максимумів люмінесценції для низки органічних речовин в РК-розчинниках істотно відрізняються від таких в ізотропних органічних розчинниках і кристалічному стані. Встановлено, що органічні люмінофори, які використовують як сцинтилюючі домішки ( o -РОРОР, нафтилфенілоксазол, пірен), виявляють високу (більше ~10 %) розчинність в холестеричних рідкокристалічних матрицях, за умов цього зберігаються селективні оптичні властивості систем.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше проведено комплексний аналіз процесів на межі поділу електрод - рідкий кристал. Встановлено, що саме молекули з більшою поляризаційною здатністю створюють сольватні оболонки навколо іонів. З'ясовано, що за наявності сольватних оболонок іони притягуються до поверхні електрода переважно за рахунок дії сил дзеркального зображення. Визначено, що перенос електронів відбувається завдяки емісії Шотткі крізь тонкий діелектричний шар. У планарно орієнтованих рідких кристалах з ненульовим дипольним моментом виявлено низькочастотний релаксаційний процес, зумовлений дипольною поляризацією молекул у приелектродній області, товщина якої дорівнює дебаївській товщині екранування. Визначено параметри подвійних електричних шарів за відсутності та наявності електричного поля.

  Скачати повний текст

Розвинено модель голографічної полімер-диспергованої рідкокристалічної гратки з еліпсоїдальними біполярними краплинами рідкого кристалу. Оцінено вплив розподілу директора всередині крапель рідкого кристалу на дифракційну ефективність гратки. Досліджено залежність дифракційної ефективності від ексцентриситету краплі, напруженості прикладеного електричного поля, розподілу осей симетрії крапель. Проведено числове моделювання дифракції на голографічній полімер-диспергованій гратці рідких кристалів з урахуванням розсіяння світла на краплях рідких кристалів. Встановлено, що розсіяння світла на краплях рідкого кристалу призводить до зменшення дифракційної ефективності гратки. Розвинено теорію дифракції та енергообміну в тонкій неоднорідній анізотропній гратці рідкого кристалу з модульованим поверхневим потенціалом. Встановлено критерій, з урахуванням якого енергообмін відбувається без втрат. Проаналізовано аналітичні залежності дифракційної ефективності та коефіцієнта підсилення від таких параметрів системи, як зовнішня напруга, кут падіння, кут між променями. Показано, що енергообмін в тонкій гратці рідкого кристалу можливий за відсутності фазового зсуву між інтерференційною картиною та граткою рідкого кристалу.

  Скачати повний текст

Запропоновано феноменологічну модель поверхнево-керованої переорієнтації директора в об'ємі рідкого кристала (РК) під дією світла, яка пов'язує зміну орієнтації РК із світлоіндукованою зміною енергії зчеплення та осі легкого орієнтування на фоточутливій орієнтувальній поверхні. Встановлено, що переорієнтація директора є пороговою у комірці з гомеотропно орієнтованим РК і безпороговою у комірках з гібридною орієнтацією. Досліджено ефект зміни напрямку світло-індукованої осі легкого орієнтування РК на поверхні полісилоксан-циннамату з фоточутливим боковим фрагментом. Апробовано феноменологічну модель даного ефекту, яка пов'язує зміну орієнтації РК з конструкцією двох фотохімічних процесів у шарі полісилоксан-циннамату. Виявлено та досліджено ефект бістабільної орієнтації РК на фоточутливій полімерній поверхні у разі опромінення РК комірки поляризованим світлом за умов одночасної дії магнітного поля. Значну увагу приділено електрично-керованій переорієнтації директора у площині РК комірки з фотоорієнтувальною поверхнею та охарактеризовано залежність електро-оптичних характеристик комірки від величини енергії зчеплення РК з орієнтувальною поверхнею. Розроблено фоточутливу орієнтувальну поверхню із стабільною у часі аномально малою енергією зчеплення, що дозволило запропонувати новий тип РК-приладу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Встановлено характер структурної організації мезогенних молекул в індукованих холестеричних рідких кристалах на основі нематичних матриць з прямою та скошеною сиботактичними структурами та показано залежність сформованої структури від роду домішки, а саме, ступеня розвитку флуктуацій зразку індукованого холестерика під дією електричного поля на конфокальних доменах і дифракційних решітках фазового типу. Визначено структуру конфокальних доменів, їх розміри та трансформацію під дією елекричного поля. Вперше встановлено відмінність характеру міжмолекулярної взаємодії в системі нематичної матриці - домішок ефірів холестерину, показано, що холестирині речовини з великою спіралізуючою здатністю деспіралізуються в нематичній матриці незалежно від її структури. Збільшення трансляційної впорядкованості матриці призводить до зменшення закручувальної здатності холестеричних молекул. Показано, що з ростом структурної впорядкованості індукованого холестерика зменшуються величини порогових полів прямого та зворотного холестерико-нематичного переходів, в основному за рахунок збільшення величини кроку індукованої спіралі.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні фізичні властивості складних гетерогенних систем, сформованих на базі рідких кристалів. Визначено ієрархію структур та рівноважну конфігурацію поля директора в тонких вільнопідвішених плівках нематичного рідкого кристалу. Запропоновано альтернативний механізм лазерного захоплення колоїдних частинок у рідкому кристалі, в якому показник заломлення колоїдних частинок менший, ніж показники заломлення рідкого кристалу. Визначено основні характеристики оптичної пастки та механізми взаємодії колоїдної частинки з викривленим полем нематичного директора. Розкрито природу взаємодії між колоїдними частинками на поверхні рідкого кристалу. Виявлено нову колоїдну взаємодію, що базується на зв'язку між пружністю та поверхневими властивостями рідкого кристалу. Розглянуто багаточастинкову взаємодію колоїдних частинок та умови формування надмолекулярних кристалічних структур на поверхні нематичного рідкого кристалу. Розроблено надтонкі ліотропні хромонічні рідкокристалічні поляризатори та визначено їх матеріальні параметри. Обгрунтовано нову концепцію агрегації барвників у рідкому кристалі та їх взаємодії з електромагнітним полем світлової хвилі.

  Скачати повний текст

Розроблено метод вимірювання кута переднахилу, виявлено гібридну деформацію в нематику за допомогою оптичної коноскопії в магнітному полі, алгоритм для аналітичного комп'ютерного моделювання коноскопічних картин деформованих нематиків. Розкрито причини часткового неузгодження результатів сучасних теоретичних моделей з експериментальними залежностями оптичної фазової затримки R в нематиках як функції прикладеної напруги V вищої від переходу Фредерікса. Описано механізми нефізичних (вольт-залежних та від'ємних) значень коефіцієнта зенітального зчеплення W під час вимірювання методом високого поля. Розглянуто метод вимірювання коефіцієнта зенітального зчеплення за даними залежності R(V) без вимірювання залежності електроємності від прикладеної напруги. Проаналізовано температуру передперехідних флуктуацій в ізотропній фазі хромонематика методами статичного та динамічного розсіяння світла за умов фазового переходу в нематичну фазу для визначення температурної залежності довжини хромонічних агрегатів та узгодження експериментальних даних з теорією Ландау-де-Жена для розсіяння світла в ізотропній фазі термотропного рідкого кристалу. Досліджено оптичну анізотропію в фрустрованих рідкокристалічних фазах, зокрема, блакитних, передперехідній області ізотропної фази холестеричних рідких кристалів та смектика Q. Доведено трансформацію дефектів холестерика під час переходу до TGBA фази та розглянуто механізми даних перетворень за допомогою поляризаційної мікроскопії, наведено топологічну класифікацію індукованих дефектів у зазначеній фазі, розроблено метод її ідентифікації за дефектами з поляризаційного мікроскопа.Визначено структуру гелікоїдних стрижнів у процесі переходу з ізотропної фази в B7 фазу в нехіральних бананоподібних рідких кристалах, викладено рекомендації для ідентифікування банано-фаз за їх поляризаційно-мікроскопічними текстурами.

  Скачати повний текст